Teilvorhaben: Charakterisierung und Beschichtung von Katalysatorpulvern, CCS und CCMs (IEK-9) und Optimierung von porösen Transportelektroden (IEK-11)

Die Realisierung einer Energiewirtschaft auf Basis von Grünem Wasserstoff als einer wesentlichen Komponente in Deutschland erfordert große Kapazitäten an leistungsfähigen, kostengünstigen Elektrolyseuren.

Die derzeit am Markt befindlichen alkalischen und PEM-Elektrolyseure sollen dazu perspektivisch in Bezug auf Perfomance und Nachhaltigkeit durch neue Konzeptionen weiter verbessert werden. Eine Zielsetzung im Leitprojekt H2Giga ist dabei die Technologie für Next-Generation Elektrolyseure mit Anionen-Austausch Membran (AEM-Elektrolyseure), die mit edelmetall-freien Katalysatoren betrieben werden können, voranzutreiben.

Zielsetzung

Im Verbundvorhaben AEM-Direkt werden die wissenschaftlichen Grundlagen erarbeitet, die es ermöglichen geeignete Beschichtungstechnologien für die Fertigung von catalyst coated membranes (CCMs) und catalyst coated substrates (CCSs) als zentraler Komponenten der AEM-Elektrolyseure mit Nickel-Basis und innovativen Katalysatoren zu identifizieren.

Kernarbeitspakete sind analytische Arbeiten zur vergleichenden Evaluierung der Beschichtungsqualität nach Fertigungsverfahren, experimenteller Dauerbetrieb der Komponenten in Elektrolyseuren mit darauffolgenden Analysen der Betriebsstabilität der Bauteile sowie die Modellierung.

Die wissenschaftlichen Aufgabenstellungen des IEK-9 sind die Identifikation, Entwicklung und Anwendung geeigneter Charakterisierungs- und Analysemethoden, die zu Bewertung der Beschichtungstechnologien beitragen, sowie Arbeiten zur vergleichenden Analyse des (Dauer-) Betriebsverhaltens der mit den über verschiedene Beschichtungstechnologien hergestellten CCMs und CCSs ausgestatteten Elektrolyseure.

Der Forschungsverbund ist Teil des Leitprojektes H₂Giga.